aliain13
معاً من أجل الرقي بالمستوى العربي
مكونات الحاسب تعمل بالتيار المستمر (D.C) ليس ذلك فحسب ولكن أجزاء الحاسب المُختلفة تعمل بفروق جُهد – فولتية – مختلفة، التيار الكهربائي في مقبس الكهرباء هو تيار متناوب( A.C) ولذلك لكي يعمل الحاسب لا نحتاج فقط للتحويل من تيار متناوب الى مستمر ولكن نحتاج ايضاً الى فروق جُهد – فولتية – مُنخفضة ومُختلفة.
لعمل ذلك نحن نستخدم "مزود الطاقة" من النوع التبدلي (Switching Mode) وهو يستطيع إمداد الحاسب بفولتات التيار المستمر المُختلفة (V3.3+,(+5V,+12V,-12V, وبشدة تيار كبيرة (أمبير) ويظل حجمه صغيراً وكفاءته كبيرة.
مزود الطاقة هو أكثر مكون يتجاهله المشتري للحاسب فغالباً ما يكون الاهتمام مُنصباً على المعالج أو اللوحة الأم أو البطاقة الرسومية...الخ و نتناسى مزود الطاقة مع أنه لا يقل أهمية عن هذه المكونات فمزود الطاقة الجيد (جودة مكونات التصنيع) مع القدرة الكافية (الواط الخارج) يُطيل عمرالأجهزة كما أنه يوفر في استهلاك الكهرباء.
أنواع التوصيلات
موصّل اللوحة الأم الرئيسيِ ويطلق عليهP1
موصّل اللوحة الأم الرئيسيِ ويطلق عليهP1
وهو عِبارة عن 24 سن وقد يُسمى 20 +4 لأن اخر 4 سنون يمكن ازالتهم لاستخدامه في اللوحات الأم التي تستخدم 20 سن، واللوحات الأم التي تستخدم 24 سن تُسمى ATX12V 2.x أما اللوحات الأم التى تستخدم 20 سن فقط تُسمى ATX12V 1.x
موصّل ATX12V ويطلق عليهP4
وهو عِبارة عن 4 سنون ويُستخدم لإمداد المعالج بالطاقة. يجب إستخدام هذا الموصّل لكل اللوحات إلا إذا كانت تستخدم موصّل EPS12V سيأتي ذكره لاحقا ، هذا الموصّل نظرياً يستطيع امداد المعالج بِطاقة تصل حتى 192 واط
موصّل EPS12V
موصّل EPS12V
وهو عِبارة عن 8 سنون ويُستخدم لإمداد المعالج بالطاقة ولكنه يَمُد المعالج بطاقة أكبر من موصّل ATX12V ويوجد غالباً في الأجهزة عالية المستوى (high end) أو في الخادمات من المستوى الأبتدائي (entry-level servers ) ولكن في الفترة الأخيرة بدأ هذا الموصّل في الانتشار في اللوحات الأم المكتبية العادية وذلك راجع الى حاجة المعالجات الحالية مزيد من الطاقة و هذا الموصّل يستطيع امداد المعالج بضعف ما يمده الموصّل ATX12V من طاقة,ويجب ملاحظة أنه يمكن استخدام موصّل ATX12V في اللوحات العادية التى تستخدم موصّل EPS12V ولكن لا يُنصح بذلك وخصوصا مع المعالجات عالية الأداء.
موصّل SATA
وهو عباره عن 15 سن وهو يُستخدم لإمداد الطاقة للأجهزة التسلسلية ( SATA Devices ) مثل الأقراص الصلبة(Hard Disks) و مشغل الأقراص الضوئية (Optical Disk Drives ) إذا كان مزود الطاقة لا يحتوي على موصلات SATA كافية، يمكن استخدام محول من موصل طرفى عادى الى SATA,مع أنه يُمكن استخدام الوصلة السابقة للتحويل من موصّل طرفي (مولكس) الى موصّل ساتا ولكن هاتان الوصلتان تختلفان بإحتواء وصلة ساتا على مخرج ل +3.3V وهو لا يوجد بموصل مولكس ولكن معظم الأقراص الصلبة الحالية لا تستخدم هذا المخرج من الطاقة حتى تتوافق مع وصلات مزودات الطاقة القديمة.
موصّلات طرفية و يُسمى أيضا مولكس Molex نسبة الى الشركة المُخترِعة
وهو عِبارة عن 4 سنون وهو يُستخدم لإمداد الطاقة لأجهزة مثل الأقراص الصلبه(Hard Disks) و مشغل الأقراص الضوئية (Optical Disk Drives) والمراوح وغيرها.
موصّلات PCI EXPRESS
موصّل 6 سن وهو يستخدم لإمداد الطاقة للبطاقات الرسومية الموصولة بPCI EXPRESS و تُعطي هذه الوصلة 75 واط,وموصّل 6+2 سن أو 8 سن وهو يُستخدم لإمداد الطاقة للبطاقات الرسومية الموصولة بPCI EXPRESS و تستخدم فى البطاقات التى تحتاج الى 6 او 8 سن وتعطي هذه الوصلة 150 واط.
ملاحظات:اذا كانت بطاقة الرسومات تحتاج الى وصلة الطاقة فيجب عندئذ وصلها,أغلب البطاقات التى تحتاج طاقة اضافية تحتاج الى 6 سن فقط أما 8 سن فهي للبطاقات عالية المستوى,الوصلة 8 سن تتشابه كثيرا مع وصلة المعالج الثمانيه EPS12V ولكن تختلف فى طريقة التركيب لذلك توخى الحذر عند تركيب أياً منهما حتى لا تكسِرهما أو تكسِر اللوحة الأم,اذا كان مزود الطاقة لا يحتوى على وصلات 6 سن يُمكن استخدام محول من موصل طرفي عادي الى 6 سن اذا كانت البطاقة الرسومية لا تحتاج الى طاقة كبيرة ولكن لا ينصح بذلك.
وصلة Floppy Disk Drive
وهى عِبارة عن 4 سنون وتُستخدم لإمداد مشغل الأقراص المرنة (Floppy Drive) بالطاقة,بعض البطاقات الرسوميه القديمة التي كانت تحتاج مزيد من الطاقة كانت تستخدم هذه الوصّلة.
وصلات قديمة
وصلة 6 سن مساعدة للوحة الأم (AUX (auxiliary) power connector)
وصلة 6 سن مساعدة للوحة الأم (AUX (auxiliary) power connector)
وصلة 12 سن للوحة الأم
الأشكال القياسيه لمزود الطاقة Form Factors
ليس المقصود هنا الحجم فقط ولكن أيضا نوع الوصلات.
أشهر الأنواع حاليا هما ATX12V 2.x و EPS12V
ليس المقصود هنا الحجم فقط ولكن أيضا نوع الوصلات.
أشهر الأنواع حاليا هما ATX12V 2.x و EPS12V
AT:وهو أول شكل قياسي لمزودات الطاقة من صنع شركة IBM عام 1984 هذه المزودات كانت تخرج +5V,+12V,-5V,-12V اللوحة الأم كانت تحصل على الطاقة من وصلة 12 سن(كما ورد سابقاً).
ATX:قامت شركة انتل عام 1996 بتصميم جديد للوحة الأم (Motherboard Layout) مُختلف فى الحجم عن السابق كذلك أدخلت تعديلات على مزود الطاقة وهذه التعديلات:وصلة 20 سن للوحة الام,مخرجين للطاقة +3.3V,+5VSB اضافيين بالأضافه للوصلات الطرفية 4 سن (مولكس) و وصلة Floppy Drive,والهدف من المخرج +5VSB (يطلق عليه Standby Power) هو امداد الجهاز بالطاقة حتى بعد اغلاق الجهاز((Shutdown
ATX12V 1.x:مع احتياج المعالجات مزيد من الطاقة تم زيادة:وصلة ATX12V,وصلة 6 سن مساعده للوحة الأم,وصلة SATA وتحديث المعيار الى ATX12V 1.3
ATX12V 2.x:تم ادخال هذا المعيار مع اطلاق PCI EXPRESS وتم التالي:وصلة 24 سن للوحة الام,الوصلات المساعدة ل PCI EXPRESS ,وهذا المعيار هو المنتشر حاليا
EPS12V:اطلق هذا المعيار وكان للخادمات من المستوى الأبتدائى (entry-level servers ) بإضافة الوصلة 8 سن EPS12V لإمداد طاقة أكبر للمعالج.
ATX:قامت شركة انتل عام 1996 بتصميم جديد للوحة الأم (Motherboard Layout) مُختلف فى الحجم عن السابق كذلك أدخلت تعديلات على مزود الطاقة وهذه التعديلات:وصلة 20 سن للوحة الام,مخرجين للطاقة +3.3V,+5VSB اضافيين بالأضافه للوصلات الطرفية 4 سن (مولكس) و وصلة Floppy Drive,والهدف من المخرج +5VSB (يطلق عليه Standby Power) هو امداد الجهاز بالطاقة حتى بعد اغلاق الجهاز((Shutdown
ATX12V 1.x:مع احتياج المعالجات مزيد من الطاقة تم زيادة:وصلة ATX12V,وصلة 6 سن مساعده للوحة الأم,وصلة SATA وتحديث المعيار الى ATX12V 1.3
ATX12V 2.x:تم ادخال هذا المعيار مع اطلاق PCI EXPRESS وتم التالي:وصلة 24 سن للوحة الام,الوصلات المساعدة ل PCI EXPRESS ,وهذا المعيار هو المنتشر حاليا
EPS12V:اطلق هذا المعيار وكان للخادمات من المستوى الأبتدائى (entry-level servers ) بإضافة الوصلة 8 سن EPS12V لإمداد طاقة أكبر للمعالج.
كل الأشكال القياسية السابقة كانت للأجهزة المكتبية، وتوجد أشكال أخرى ولكن بحجم أصغر وهي:
LFX12V:هو اختصار Low Profile Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن حجمه مختلف (62 mm x 72 mm x 210 mm) (W x H x D)
CFX12V:هو اختصار Compact Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن حجمه مختلف على شكل حرف "L"
TFX12V:هو اختصار Thin Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن حجمه مختلف (65 mm x 85 mm x 175 mm) (W x H x D)
SFX127:هو اختصار Small Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن له أحجام مختلفة:
(100 mm x 50 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 40 ملم داخلية 40 mm Fan) (Profile
(100 mm x 63.5 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 80 ملم بأعلى المزود (Top Mount Fan Profile)
(125 mm x 63.5 mm x 100 mm) (W x H x D ) بمروحة 80 ملم بأعلى المزود (Reduced Depth Top Mount Fan Profile)
(100 mm x 63.5 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 60 ملم داخلية (60mm Fan Profile)
(138 mm x 86 mm x 101.4 mm) (W x H x D) بمروحة 80 ملم داخلية ويستخدم في اجهزة Play station 3 ((PS3 Profile
ويلعب مزود الطاقة دوراً أساسياً فى عملية التبريد الهوائي للحاسب، فهو يقوم بإخراج معظم الهواء الساخن خارج صندوق الحاسب,حيث ان أجزاء الحاسب المختلفة مثل المعالج وشرائح اللوحة الأم والأقراص الصلبة والبطاقات الرسومية وغيرها تُولد حرارة كبيرة ، تنتقل بدورها الى الهواء الموجود داخل الصندوق ، الذى يُصبح ساخن جداً ، ومن المعروف أن الهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد كما أنه أخف ولذلك فهو يرتفع لأعلى و يظل الهواء الأقل حرارة بأسفل,عند هذه المرحلة يجب التخلص من هذا الهواء الساخن,وإلا سترتفع درجات الحرارة أكثر من ذلك،وهنا يأتي دور مروحة أو مراوح مزود الطاقة مع مروحة الصندوق فى الخلف لطرد الهواء الساخن,وهما يُمثلان الدورالرئيسي في عملية التبريد الهوائى فيتم استبدال الهواء داخل الصندوق من خلال الفتحات الموجودة في مقدمة الصندوق أو في جانبه.
CFX12V:هو اختصار Compact Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن حجمه مختلف على شكل حرف "L"
TFX12V:هو اختصار Thin Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن حجمه مختلف (65 mm x 85 mm x 175 mm) (W x H x D)
SFX127:هو اختصار Small Form Factor ويوجد به نفس وصلات ATX12V 2.x ولكن له أحجام مختلفة:
(100 mm x 50 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 40 ملم داخلية 40 mm Fan) (Profile
(100 mm x 63.5 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 80 ملم بأعلى المزود (Top Mount Fan Profile)
(125 mm x 63.5 mm x 100 mm) (W x H x D ) بمروحة 80 ملم بأعلى المزود (Reduced Depth Top Mount Fan Profile)
(100 mm x 63.5 mm x 125 mm) (W x H x D) بمروحة 60 ملم داخلية (60mm Fan Profile)
(138 mm x 86 mm x 101.4 mm) (W x H x D) بمروحة 80 ملم داخلية ويستخدم في اجهزة Play station 3 ((PS3 Profile
ويلعب مزود الطاقة دوراً أساسياً فى عملية التبريد الهوائي للحاسب، فهو يقوم بإخراج معظم الهواء الساخن خارج صندوق الحاسب,حيث ان أجزاء الحاسب المختلفة مثل المعالج وشرائح اللوحة الأم والأقراص الصلبة والبطاقات الرسومية وغيرها تُولد حرارة كبيرة ، تنتقل بدورها الى الهواء الموجود داخل الصندوق ، الذى يُصبح ساخن جداً ، ومن المعروف أن الهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد كما أنه أخف ولذلك فهو يرتفع لأعلى و يظل الهواء الأقل حرارة بأسفل,عند هذه المرحلة يجب التخلص من هذا الهواء الساخن,وإلا سترتفع درجات الحرارة أكثر من ذلك،وهنا يأتي دور مروحة أو مراوح مزود الطاقة مع مروحة الصندوق فى الخلف لطرد الهواء الساخن,وهما يُمثلان الدورالرئيسي في عملية التبريد الهوائى فيتم استبدال الهواء داخل الصندوق من خلال الفتحات الموجودة في مقدمة الصندوق أو في جانبه.
ومن حيث انوع مزود الطاقة:مروحة 80 ملم توجد غالباً بالخلف,ومروحة 120 ملم وتوجد بالأسفل وهذه هي المنتشرة حالياً وهي أفضل من حيث التبريد كما أنها أقل ازعاجا.
ومن الممكن ان أسلاك مزود الطاقة قد تتعارض مع سريان الهواء داخل صندوق الحاسب لذلك يفضل ترتيب هذه الأسلاك واخفائهم بحيث لا يعترضوا سير الهواء (Cable Management) وكذلك كشكل جمالى,فبعض مزودات الطاقة تُمكنك من تركيب الأسلاك التى تحتاجها فقط ويطلق عليها (Modular Power Supply)
ملاحظة:بعض صناديق الحاسب الاحترافية يوجد مزود الطاقة بالأسفل، ولذلك يقل دوره في عملية التبريد الهوائي للحاسب، ولتبريد هذا الحاسب يجب وضع مراوح فى الخلف وفى الأعلى لطرد الهواء الساخن.
القدرة Power
مزودات الطاقة تُصنف على حسب أقصى قدرة من الممكن أن تُخرجها ولكن المشكلة أن الكثير منها لا تستطيع اخراج مقدار ما كُتب عليها من قدرة وذلك لأن:بعض المُصنّعين يقومون بكتابة أقصى قدرة يُخرجها المزود حتى ولو كانت لثواني قليلة (Peak Wattage) وهي ليست أقصى قدرة يُخرجها بثبات,بعض المُصنّعين يقومون بقياس أقصى قدرة يُخرجها المزود فى درجات حرارة غير واقعية غالباً عند 25 درجة مئوية بينما درجات الحرارة داخل الحاسب غالباً أعلى من ذلك غالباً عند 35 درجة مئوية أو أعلى، أشباه الموصلات من خواصها الفيزيائية أنها تفقد قدرتها لنقل التيار الكهربائى (وبالتالى القدرة) مع ارتفاع درجات الحرارة,بعض المُصنّعين ببساطة يكذبون مثل مزودات الطاقة التجارية (بدون علامة تجارية مشهورة) (generic)
عند شراء مزود الطاقة يجب معرفة درجة الحرارة التي يعمل عندها المزود باقصي طاقته (Rated Temperature) وكذلك أقصى قدرة يُنتجها عند درجات الحرارة المختلفة (De-Rating Curve),اذا كان مزود الطاقة قد تم اختباره عند 25 درجة مئوية وتعذر الحصول على أقصى قدرة يُنتجها عند درجات الحرارة المختلفة (De-Rating Curve) فتوقع أن يفقد هذا المزود 25% من طاقته القصوى داخل الحاسب,وبعض الشركات الجيدة تقوم بكتابة درجات الحرارة الفعلية التى عندها يولد المزود أقصى قدرة بثبات وتكون عند 40 أو 45 أو حتى 50 درجة مئوية
مزودات الطاقة تُصنف على حسب أقصى قدرة من الممكن أن تُخرجها ولكن المشكلة أن الكثير منها لا تستطيع اخراج مقدار ما كُتب عليها من قدرة وذلك لأن:بعض المُصنّعين يقومون بكتابة أقصى قدرة يُخرجها المزود حتى ولو كانت لثواني قليلة (Peak Wattage) وهي ليست أقصى قدرة يُخرجها بثبات,بعض المُصنّعين يقومون بقياس أقصى قدرة يُخرجها المزود فى درجات حرارة غير واقعية غالباً عند 25 درجة مئوية بينما درجات الحرارة داخل الحاسب غالباً أعلى من ذلك غالباً عند 35 درجة مئوية أو أعلى، أشباه الموصلات من خواصها الفيزيائية أنها تفقد قدرتها لنقل التيار الكهربائى (وبالتالى القدرة) مع ارتفاع درجات الحرارة,بعض المُصنّعين ببساطة يكذبون مثل مزودات الطاقة التجارية (بدون علامة تجارية مشهورة) (generic)
عند شراء مزود الطاقة يجب معرفة درجة الحرارة التي يعمل عندها المزود باقصي طاقته (Rated Temperature) وكذلك أقصى قدرة يُنتجها عند درجات الحرارة المختلفة (De-Rating Curve),اذا كان مزود الطاقة قد تم اختباره عند 25 درجة مئوية وتعذر الحصول على أقصى قدرة يُنتجها عند درجات الحرارة المختلفة (De-Rating Curve) فتوقع أن يفقد هذا المزود 25% من طاقته القصوى داخل الحاسب,وبعض الشركات الجيدة تقوم بكتابة درجات الحرارة الفعلية التى عندها يولد المزود أقصى قدرة بثبات وتكون عند 40 أو 45 أو حتى 50 درجة مئوية
تقاس كمية القدرة بالواط (Watt) وهى مقدار الشغل الذى ينتُج عند مرور تيار كهربائي يقاس بالأمبير(Ampere) خلال فرق جهد معين ويقاس بالفولت(Volt)
والعلاقه هى الواط = الفولت × الأمبير (Watt = Volt × Ampere) (P = V × I)
عند حساب أقصى قدرة يُخرجها مزود الطاقة لانستطيع بكل بساطة جمع أقصى قدرة على كل مخارج المزود للحصول على أقصى قدرة يُخرجها المزود، ليس الموضوع بهذه البساطة بسبب طريقة عمل مكونات المزود الداخليه مثال على ذلك مخارج الفولت الموجبة (+12V,+5V,+3.3V) تتشارك فى المكونات التي تُنتجها داخل المزود ومع أن لكل مخرج حد اقصى للواط و الأمبير ولكن لايمكن الوصول لهذا الحد الا عندما تكون باقى المخارج لا تُخرج قدرة.
والعلاقه هى الواط = الفولت × الأمبير (Watt = Volt × Ampere) (P = V × I)
عند حساب أقصى قدرة يُخرجها مزود الطاقة لانستطيع بكل بساطة جمع أقصى قدرة على كل مخارج المزود للحصول على أقصى قدرة يُخرجها المزود، ليس الموضوع بهذه البساطة بسبب طريقة عمل مكونات المزود الداخليه مثال على ذلك مخارج الفولت الموجبة (+12V,+5V,+3.3V) تتشارك فى المكونات التي تُنتجها داخل المزود ومع أن لكل مخرج حد اقصى للواط و الأمبير ولكن لايمكن الوصول لهذا الحد الا عندما تكون باقى المخارج لا تُخرج قدرة.
مثال لحساب اقصى واط و أمبير ينتجهم المزود:
لحساب أقصى أمبير على (+12V)
نقوم بقسمة أقصى واط على كل مخارج +12V حددها المصنع (540) على الفولت (12(,مع أن مجموع الأمبير على كل خطوط +12V أعلى من 45 امبير (65 أمبير) ولكن كما أشرت سابقاً هناك مكونات داخليه تتشارك في عملها فمثلا الخط الاول +12V1 يستطيع تمرير 22 امبير ولكن بشرط أن تكون الخطوط الأخرى تُمررفقط ما مقداره 23 أمبير (45- 22) وبشرط أن لا يتعدى كل الامبير الخارج 45 أمبير
نفس الوضع مع أقصى واط للمزود فمجموع الواط على كل الخطوط 718.5 ولكن أقصى واط لهذا المزود 650 واط لنفس السبب السابق
هناك نقطة اخرى يجب مُراعتها وهى توزع القدرة على المخارج المختلفة (Power Distribution) فقد يوجد مزودين للطاقة بنفس مقدار القدرة الكلى ولكن بتوزيع مختلف
الحاسبات الحديثة هذه الأيام تستهلك قدرة أكبر من مخارج +12V وذلك لأن أكبر مستهلكي الطاقة فى الحاسب – المعالج و البطاقة الرسومية – يحصلوا على طاقتهم من +12V عن طريق ATX12V/ESP12V و وصلات PCI EXPRESS
في مثالنا السابق نجد أن القدرة قد وُزعت بكمية أكبر على مخارج +12V ب 540 واط بينما +5V و+3.3V ب 160 واط,مزودات الطاقة القديمة نجد أن توزع القدرة أكبر على مخارج +5V و +3.3V لأن الاستهلاك كان أكبر على هذه الخطوط (كان المعالج و البطاقة الرسوميه يحصلان على معظم طاقتهما من +5V و +3.3V)
ملاحظة:أجزاء الحاسب التي تستمد أغلب قدرتها من مخرج +12V هي المعالج والبطاقة الرسومية وكل الأجزاء التي تعمل بمحرك وهي القرص الصلب و مشغل الأقراص والمراوح
هناك مواقع عديده تقوم بكيفية تحديد استهلاك الجهاز من القدرة مثل الموقع هنا,ومن المفضل اختيار المزود بحيث يعمل ب 40 % الى 60% من طاقته القصوى وذلك للكفاءة (Efficiency) فى الاستخدام و لكى تترك مجال للترقية فى المستقبل
نقوم بقسمة أقصى واط على كل مخارج +12V حددها المصنع (540) على الفولت (12(,مع أن مجموع الأمبير على كل خطوط +12V أعلى من 45 امبير (65 أمبير) ولكن كما أشرت سابقاً هناك مكونات داخليه تتشارك في عملها فمثلا الخط الاول +12V1 يستطيع تمرير 22 امبير ولكن بشرط أن تكون الخطوط الأخرى تُمررفقط ما مقداره 23 أمبير (45- 22) وبشرط أن لا يتعدى كل الامبير الخارج 45 أمبير
نفس الوضع مع أقصى واط للمزود فمجموع الواط على كل الخطوط 718.5 ولكن أقصى واط لهذا المزود 650 واط لنفس السبب السابق
هناك نقطة اخرى يجب مُراعتها وهى توزع القدرة على المخارج المختلفة (Power Distribution) فقد يوجد مزودين للطاقة بنفس مقدار القدرة الكلى ولكن بتوزيع مختلف
الحاسبات الحديثة هذه الأيام تستهلك قدرة أكبر من مخارج +12V وذلك لأن أكبر مستهلكي الطاقة فى الحاسب – المعالج و البطاقة الرسومية – يحصلوا على طاقتهم من +12V عن طريق ATX12V/ESP12V و وصلات PCI EXPRESS
في مثالنا السابق نجد أن القدرة قد وُزعت بكمية أكبر على مخارج +12V ب 540 واط بينما +5V و+3.3V ب 160 واط,مزودات الطاقة القديمة نجد أن توزع القدرة أكبر على مخارج +5V و +3.3V لأن الاستهلاك كان أكبر على هذه الخطوط (كان المعالج و البطاقة الرسوميه يحصلان على معظم طاقتهما من +5V و +3.3V)
ملاحظة:أجزاء الحاسب التي تستمد أغلب قدرتها من مخرج +12V هي المعالج والبطاقة الرسومية وكل الأجزاء التي تعمل بمحرك وهي القرص الصلب و مشغل الأقراص والمراوح
هناك مواقع عديده تقوم بكيفية تحديد استهلاك الجهاز من القدرة مثل الموقع هنا,ومن المفضل اختيار المزود بحيث يعمل ب 40 % الى 60% من طاقته القصوى وذلك للكفاءة (Efficiency) فى الاستخدام و لكى تترك مجال للترقية فى المستقبل
الكفاءة Efficiency
كفاءة مزود الطاقة هى مقدار ما يسحبه من قدرة من مصدر الكهرباء وكفاءته فى تحويله الى تيار مستمر أي هي النسبة ما بين ما يسحبه من قدرة (بالواط) من مصدر الكهرباء ومقدار ما يُنتجه من قدرة فعلية (بالواط)
كفاءة مزود الطاقة هى مقدار ما يسحبه من قدرة من مصدر الكهرباء وكفاءته فى تحويله الى تيار مستمر أي هي النسبة ما بين ما يسحبه من قدرة (بالواط) من مصدر الكهرباء ومقدار ما يُنتجه من قدرة فعلية (بالواط)
مثال لذلك اذا كان استهلاك الحاسب 350 واط وكان مزود الطاقة يقوم بسحب 500 واط من مصدر الكهرباء فان هذا المزود كفائته 70% (350/500)
مزودات الطاقة الجيده كفاءتها فى استهلاك الطاقة 80% او أكثر
بإرتفاع كفاءة مزود الطاقة يتم التوفير فى استهلاك الكهرباء أي أنك تضمن أن مزود الطاقة يستهلك معظم ما يسحبه من كهرباء بدون تبديد,فكلما زادت كفاءة المزود كلما انخفضت الحراره الناتجة، لأن كل قدرة مسحوبة لا تُستخدم تتحول الى حرارة و بذلك مزود الطاقة يتعرض لحرارة أقل وبذلك يطول عمره كما أنه فى هذه الحالة يمكن استخدام مروحة اقل ازعاجاً,وكلما زاد استهلاك الطاقة كلما نَقُصت كفاءة مزود الطاقة ولذلك فان أفضل كفاءة للمزود تكون عندما يعمل ب 40 % الى 60% من طاقته القصوى، كذلك تكون الكفاءة أعلى عند تشغيل المزود على 220V لأن ذلك يعني أمبير أقل و أمبير أقل يعني مقاومة أقل و مقاومة أقل تعني حرارة أقل.
مزودات الطاقة الجيده كفاءتها فى استهلاك الطاقة 80% او أكثر
بإرتفاع كفاءة مزود الطاقة يتم التوفير فى استهلاك الكهرباء أي أنك تضمن أن مزود الطاقة يستهلك معظم ما يسحبه من كهرباء بدون تبديد,فكلما زادت كفاءة المزود كلما انخفضت الحراره الناتجة، لأن كل قدرة مسحوبة لا تُستخدم تتحول الى حرارة و بذلك مزود الطاقة يتعرض لحرارة أقل وبذلك يطول عمره كما أنه فى هذه الحالة يمكن استخدام مروحة اقل ازعاجاً,وكلما زاد استهلاك الطاقة كلما نَقُصت كفاءة مزود الطاقة ولذلك فان أفضل كفاءة للمزود تكون عندما يعمل ب 40 % الى 60% من طاقته القصوى، كذلك تكون الكفاءة أعلى عند تشغيل المزود على 220V لأن ذلك يعني أمبير أقل و أمبير أقل يعني مقاومة أقل و مقاومة أقل تعني حرارة أقل.
شهادة 80 Plus
هي شهادة تصدر من معمل مُستقل نظير أجر تُفيد بأن مزود الطاقة قد اجتاز الإختبارات المطلوبة وأن كفاءته 80% او أكثر وأنه يستطيع وضع الشعار الخاص بالشهادة.
تصحيح مُعامل القدرة Power Factor Correction
مُعامل القدرة هو النسبة بين القدرة الحقيقية (Real Power) و القدرة الظاهرية (Apparent Power). وهو رقم بين الرقمين 0 و 1 (0 = 0% و 1 = 100%)
القدرة الحقيقية : هي كمية الشغل المبذول في وقت معين وتقاس بالواط (W)
القدرة الظاهرية : هي حاصل ضرب التيار (الأمبير) في الفولت وتقاس بالفولت-امبير (VA)
اذا تساوت القدرة الحقيقية (القدرة التى أنتجت عمل) مع القدرة الظاهرية (مجموع القدرة في الدائرة) فإن معامل القدرة سيساوي 1 وهذا لا يحدث غالباً
مُعامل القدرة هو النسبة بين القدرة الحقيقية (Real Power) و القدرة الظاهرية (Apparent Power). وهو رقم بين الرقمين 0 و 1 (0 = 0% و 1 = 100%)
القدرة الحقيقية : هي كمية الشغل المبذول في وقت معين وتقاس بالواط (W)
القدرة الظاهرية : هي حاصل ضرب التيار (الأمبير) في الفولت وتقاس بالفولت-امبير (VA)
اذا تساوت القدرة الحقيقية (القدرة التى أنتجت عمل) مع القدرة الظاهرية (مجموع القدرة في الدائرة) فإن معامل القدرة سيساوي 1 وهذا لا يحدث غالباً
القدرة الظاهرية قد تكون أعلى من القدرة الحقيقية لسببين:جزء من الطاقة قد يُختزن ويعود الى المصدر ثانية,أو قد يحدث تشوه للتيار القادم من المصدر كما في حالة مزودات الطاقة,فاذا زادت القدرة الظاهرية (تيار ازيد) عن القدرة الحقيقية فان معامل القدرة يقل عن الرقم 1 ولذلك فإن مزود الطاقة قد يسحب تياراً أعلى من التيار المطلوب لانتاج قدرة حقيقية،
لنفترض أنه فى وقت ما، مزود الطاقة قد استخدم تيار شدته 10 امبير بفرق جهد 12 فولت لإنتاج قدرة مقدارها 120 واط (10 × 12) ولكنه فعليا قد سحب 13 امبير أي أن هناك 3 أمبير زائدة، اذاً القدرة الظاهرية هي 156 فولت-امبير (13 × 12) ومُعامل القدرة لهذا المزود هو 0.7 (156÷120)
شركات الكهرباء تقوم غالباً بحساب المستهلكين في المنازل عن القدرة الحقيقية ولذلك هذا المُعامل لا يُسبب مشكلة للمستهلكين,معاملات القدرة المنخفضة تُسبب مشكلة لشركات الكهرباء لأنها ستضطر لزيادة شدة التيار على الكابلات كما أن جزء من التيار قد يعود اليها ثانية مما يسبب حملاً عليها ويسبب مشكلة للمستهلكبن لأنه يزيد استهلاك الكهرباء بدون قدرة حقيقية ناتجة. ونتيجة لذلك قامت كثير من الدول بالاضافة لدول الاتحاد الاوروبي بمنع استخدام كل الأجهزة التي تُنتج قدرة أكبر من 75 واط إلا أن يوجد بها دوائر لتصحيح مُعامل القدرة.
شركات الكهرباء تقوم غالباً بحساب المستهلكين في المنازل عن القدرة الحقيقية ولذلك هذا المُعامل لا يُسبب مشكلة للمستهلكين,معاملات القدرة المنخفضة تُسبب مشكلة لشركات الكهرباء لأنها ستضطر لزيادة شدة التيار على الكابلات كما أن جزء من التيار قد يعود اليها ثانية مما يسبب حملاً عليها ويسبب مشكلة للمستهلكبن لأنه يزيد استهلاك الكهرباء بدون قدرة حقيقية ناتجة. ونتيجة لذلك قامت كثير من الدول بالاضافة لدول الاتحاد الاوروبي بمنع استخدام كل الأجهزة التي تُنتج قدرة أكبر من 75 واط إلا أن يوجد بها دوائر لتصحيح مُعامل القدرة.
تصحيح مُعامل القدرة يوجد منه نوعان: تصحيح سلبي (Passive Correction) و تصحيح فعال (Active Correction)
التصحيح السلبي يكون باستخدام مكونات لا تستهلك طاقة مثل ملف قلب الفريّت لتصحيح مُعامل القدرة لجعل مُعامل القدرة بين 0.60 (60%) و 0.80 (80%)
التصحيح الفعال يكون باستخدام مكونات تستهلك طاقة مثل دوائر متكاملة وترانزستورات وغيرها لجعل مُعامل القدرة أكبر من 0.95 (95%)
مزودات الطاقة التي لا تحتوي على مكونات لتصحيح مُعامل القدرة يكون مُعامل القدرة بها 0.60 (60%) أو أقل بالنسبة للمستخدمين لا يوجد أي فائدة حقيقية مُضافة لأداء مزود الطاقة، من وجود هذه المكونات لتصحيح مُعامل القدرة بعكس ما يزعم بعض مُصنعي مزودات الطاقة
التصحيح السلبي يكون باستخدام مكونات لا تستهلك طاقة مثل ملف قلب الفريّت لتصحيح مُعامل القدرة لجعل مُعامل القدرة بين 0.60 (60%) و 0.80 (80%)
التصحيح الفعال يكون باستخدام مكونات تستهلك طاقة مثل دوائر متكاملة وترانزستورات وغيرها لجعل مُعامل القدرة أكبر من 0.95 (95%)
مزودات الطاقة التي لا تحتوي على مكونات لتصحيح مُعامل القدرة يكون مُعامل القدرة بها 0.60 (60%) أو أقل بالنسبة للمستخدمين لا يوجد أي فائدة حقيقية مُضافة لأداء مزود الطاقة، من وجود هذه المكونات لتصحيح مُعامل القدرة بعكس ما يزعم بعض مُصنعي مزودات الطاقة
ثبات الفولتية Voltage Stability
اهتزاز الفولتيةVoltage Ripple
ضوضاء الفولتية Voltage Noise
الفولت الخارج من مزود الطاقة يجب أن يكون مُساوي للقيم الطبيعية قدر الإمكان فنحن نريد من مزود الطاقة أن يُخرج +12V وليس مثلا +13V,فكلما زاد الحِمل على مزود الطاقة بالإضافة لإرتفاع درجات الحرارة كلما حدث هبوط في الفولتية,ومزود الطاقة يقوم بشكل مُستمر بمراقبة الفولتية الخارجة ويقوم بتعديلها بسرعة ليتأكد دائماً أن الفولت الخارج هو الفولت الصحيح,القيم المقبولة للفولت الخارج هي في حدود 5% للقيم الموجبة و 10% للقيم السالبة كما هو موضح بالجدول السابق.
اهتزاز الفولتيةVoltage Ripple
ضوضاء الفولتية Voltage Noise
الفولت الخارج من مزود الطاقة يجب أن يكون مُساوي للقيم الطبيعية قدر الإمكان فنحن نريد من مزود الطاقة أن يُخرج +12V وليس مثلا +13V,فكلما زاد الحِمل على مزود الطاقة بالإضافة لإرتفاع درجات الحرارة كلما حدث هبوط في الفولتية,ومزود الطاقة يقوم بشكل مُستمر بمراقبة الفولتية الخارجة ويقوم بتعديلها بسرعة ليتأكد دائماً أن الفولت الخارج هو الفولت الصحيح,القيم المقبولة للفولت الخارج هي في حدود 5% للقيم الموجبة و 10% للقيم السالبة كما هو موضح بالجدول السابق.
اهتزاز الفولتية (Ripple): هو اهتزاز التيار المستمر (DC Current) الخارج من مزود الطاقة عند التحويل من تيار متناوب (AC Current)
وتظهر هذه الاهتزازات على جهاز قياس الإهتزازات (oscilloscope)، هذه الإهتزازات تكون صغيرة يتخللها بعض الهزات الاكبر تُسمى ضوضاء (Noise).
طبقاً لمعايير ATX12V الإهتزازات والضوضاء يجب أن لا تزيد عن 120 ميلي-فولت على مخرج +12V وعن 50 ميلي-فولت على مخارج +5V و +3.3V,وهذه القيم لا يمكن قياسها الا عن طريق جهاز قياس الإهتزازات (oscilloscope) ونجد هذه النتائج غالباً في المواقع التى تقوم باختبار أداء مزودات الطاقة.
طبقاً لمعايير ATX12V الإهتزازات والضوضاء يجب أن لا تزيد عن 120 ميلي-فولت على مخرج +12V وعن 50 ميلي-فولت على مخارج +5V و +3.3V,وهذه القيم لا يمكن قياسها الا عن طريق جهاز قياس الإهتزازات (oscilloscope) ونجد هذه النتائج غالباً في المواقع التى تقوم باختبار أداء مزودات الطاقة.
أعراض الإهتزازات والضوضاء بالإضافة الى عدم ثبات الفولتية هي,تجمد النظام (تهنيج),اعادة تشغيل جهاز الحاسب من تلقاء نفسه (Restart),شاشة الموت الزرقاء في نظام ويندوز (BSOD),تقليل العمر الافتراضي لمكونات الحاسب المختلفة,عاجلاً أم اجلاً ستؤدي الى تلف مكونات الحاسب المختلفة.
الحماية Protection
أنظمة الحماية توجد داخل مزود الطاقة وتعمل على اغلاقه تلقائيا في حال حدوث خطأٍ ما، وبذلك يحمي المزود نفسه من الاحتراق أو حدوث حريق أو انفجار
مثال لذلك اذا حاولت اخراج قدرة أكبر مما يُنتجه المزود فإنه سوف يُغلق نفسه تلقائياً أو لن يعمل حتي يقل الحِمل عليه
طِبقاً لمعايّير ATX12V و ESP12V لابد من توافركلٍ من الحماية عند وجود قِصر في الدائرة الكهربائية و الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة و الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج (الأمبير).
أنظمة الحماية توجد داخل مزود الطاقة وتعمل على اغلاقه تلقائيا في حال حدوث خطأٍ ما، وبذلك يحمي المزود نفسه من الاحتراق أو حدوث حريق أو انفجار
مثال لذلك اذا حاولت اخراج قدرة أكبر مما يُنتجه المزود فإنه سوف يُغلق نفسه تلقائياً أو لن يعمل حتي يقل الحِمل عليه
طِبقاً لمعايّير ATX12V و ESP12V لابد من توافركلٍ من الحماية عند وجود قِصر في الدائرة الكهربائية و الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة و الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج (الأمبير).
أنواع الحماية:
الحماية عند وجود قصر في الدائرة الكهربائية (Short Circuit Protection) (SCP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند انخفاض الفولتية الخارجة ((Under Voltage Protection (UVP) هذه الحماية اختيارية.
الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة ((Over Voltage Protection (OVP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج(الأمبير) (Over Current Protection) (OCP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند وجود حِمل زائد (محاولةاخراج قدرة اكبر مما ينتجه المزود) (Over Power Protection) (OPP) أو (Over Load Protection) (OLP) هذه الحماية اختيارية
الحماية عند ارتفاع درجة الحرارة (Over Temperature Protection) (OTP) هذه الحماية اختيارية ونادرة.
حدود أنظمة الحماية السابقة متروكة للمُصنّعين لتحديد القيمة التي يعمل عندها كل نظام فمعاير ATX12V و ESP12V تقترح هذه القيم ولكن لا تُلزم المُصنّعين بها
هناك مشكلة أن بعض المُصنّعين لايلتزموا او لا يضعوا قيماً دقيقة ولذلك تحدث مشكلة قبل أن تعمل نظم الحماية
الحماية عند وجود قصر في الدائرة الكهربائية (Short Circuit Protection) (SCP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند انخفاض الفولتية الخارجة ((Under Voltage Protection (UVP) هذه الحماية اختيارية.
الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة ((Over Voltage Protection (OVP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج(الأمبير) (Over Current Protection) (OCP) هذه الحماية ضرورية لكل مزودات الطاقة.
الحماية عند وجود حِمل زائد (محاولةاخراج قدرة اكبر مما ينتجه المزود) (Over Power Protection) (OPP) أو (Over Load Protection) (OLP) هذه الحماية اختيارية
الحماية عند ارتفاع درجة الحرارة (Over Temperature Protection) (OTP) هذه الحماية اختيارية ونادرة.
حدود أنظمة الحماية السابقة متروكة للمُصنّعين لتحديد القيمة التي يعمل عندها كل نظام فمعاير ATX12V و ESP12V تقترح هذه القيم ولكن لا تُلزم المُصنّعين بها
هناك مشكلة أن بعض المُصنّعين لايلتزموا او لا يضعوا قيماً دقيقة ولذلك تحدث مشكلة قبل أن تعمل نظم الحماية
تعدد خطوط مخرج 12V+Multiple +12V Rails
العديد من مزودات الطاقة يوجد بها مخارج +12V متعددة حيث تقوم بفصل مخرج +12V الوحيد الى اثنين او أكثر من الخطوط (+12V1,+12V2,+12V3,....) وتُحدد الأمبير الخارج من كل خط بدائرة حماية من ارتفاع شدة التيار ((Over Current Protection (OCP),بعض مزودات الطاقة تحتوي على مخرجين حقيقين منفصلين +12V وغالباً ما تقوم بفصلهم الى 4 او 5 او 6 خطوط هذه المزودات تكون ذات قدرة كبيرة 1000 واط فأكثر وهي غير منتشرة
معايير السلامة (معاييرATX12V) تقتضي بأنه لا يجوز ان يحمل أي مخرج +12V أكثر من 20 امبير(240 VA) وذلك لتخفيف الأحمال على الأسلاك والتوصيلات وتقليل احتمالات حدوث صدمات كهربائية او حريق ويمنع حدوث قصرفي الدائرة الكهربائية.كثير من مصنعي مزودات الطاقة قد تجاهلوا هذا المعيار وقاموا بزيادة الأمبير على خطوط +12V الى أكثر من 20 امبير ومنهم من استعاض عن تعدد الخطوط بمخرج +12V واحد مع أمبير كبير,مشكلة تعدد خطوط +12V الوحيدة هي أن المزود قد يغلق نفسه تلقائيا عند الوصول لأقصى حد مسموح من الأمبير(مثلا 20 امبير) على الخط الواحد.
وعند اختيار مزود الطاقة ابحث دائما في المواقع على الانترنت عن مراجعة للمزود المراد شرائه
العديد من مزودات الطاقة يوجد بها مخارج +12V متعددة حيث تقوم بفصل مخرج +12V الوحيد الى اثنين او أكثر من الخطوط (+12V1,+12V2,+12V3,....) وتُحدد الأمبير الخارج من كل خط بدائرة حماية من ارتفاع شدة التيار ((Over Current Protection (OCP),بعض مزودات الطاقة تحتوي على مخرجين حقيقين منفصلين +12V وغالباً ما تقوم بفصلهم الى 4 او 5 او 6 خطوط هذه المزودات تكون ذات قدرة كبيرة 1000 واط فأكثر وهي غير منتشرة
معايير السلامة (معاييرATX12V) تقتضي بأنه لا يجوز ان يحمل أي مخرج +12V أكثر من 20 امبير(240 VA) وذلك لتخفيف الأحمال على الأسلاك والتوصيلات وتقليل احتمالات حدوث صدمات كهربائية او حريق ويمنع حدوث قصرفي الدائرة الكهربائية.كثير من مصنعي مزودات الطاقة قد تجاهلوا هذا المعيار وقاموا بزيادة الأمبير على خطوط +12V الى أكثر من 20 امبير ومنهم من استعاض عن تعدد الخطوط بمخرج +12V واحد مع أمبير كبير,مشكلة تعدد خطوط +12V الوحيدة هي أن المزود قد يغلق نفسه تلقائيا عند الوصول لأقصى حد مسموح من الأمبير(مثلا 20 امبير) على الخط الواحد.
وعند اختيار مزود الطاقة ابحث دائما في المواقع على الانترنت عن مراجعة للمزود المراد شرائه
أهم الامور الواجب توافرها في مزود الطاقة الجيد:
• أن يكون من شركة معروفة بانتاج مزودات طاقة جيدة مثل Corsair و Antec و Silverstone و OCZ وغيرها
• الكفاءة (efficiency) وتكون 80% وكلما زادت كان أفضل. (تكون مكتوبة على المزود)
• ثبات الفولت الخارج، والقيم المقبولة للفولت الخارج هى في حدود 5% للقيم الموجبة و 10% للقيم السالبة يمكن متابعة هذه القيم من ال BIOS او التأكد منها من المواقع التي تقوم باختبار مزودات الطاقة
• اهتزاز أو تموج الفولت الخارج (Ripple) يجب أن يكون في الحدود المسموح بها وهذه للأسف موجودة فقط في المواقع التي تقوم باختبار مزودات الطاقة
• توافر أنظمة الحماية، وهي تعمل على اغلاق مزود الطاقة تلقائيا في حال حدوث خطأ ما وبذلك يحمي المزود نفسه من الاحتراق او حدوث حريق وهذه توجد مكتوبة على المزود من الخارج ومنها الحماية عند وجود قصر في الدائرة الكهربائية (Short Circuit Protection) و الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة ((Over Voltage Protection و الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج (Over Current Protection) و غيرها
• أن يكون من شركة معروفة بانتاج مزودات طاقة جيدة مثل Corsair و Antec و Silverstone و OCZ وغيرها
• الكفاءة (efficiency) وتكون 80% وكلما زادت كان أفضل. (تكون مكتوبة على المزود)
• ثبات الفولت الخارج، والقيم المقبولة للفولت الخارج هى في حدود 5% للقيم الموجبة و 10% للقيم السالبة يمكن متابعة هذه القيم من ال BIOS او التأكد منها من المواقع التي تقوم باختبار مزودات الطاقة
• اهتزاز أو تموج الفولت الخارج (Ripple) يجب أن يكون في الحدود المسموح بها وهذه للأسف موجودة فقط في المواقع التي تقوم باختبار مزودات الطاقة
• توافر أنظمة الحماية، وهي تعمل على اغلاق مزود الطاقة تلقائيا في حال حدوث خطأ ما وبذلك يحمي المزود نفسه من الاحتراق او حدوث حريق وهذه توجد مكتوبة على المزود من الخارج ومنها الحماية عند وجود قصر في الدائرة الكهربائية (Short Circuit Protection) و الحماية عند ارتفاع الفولتية الخارجة ((Over Voltage Protection و الحماية عند ارتفاع شدة التيار الخارج (Over Current Protection) و غيرها
وبعد قراءة الموضوع تستطيع بسهولة ان تجيب عن هذه الأسئلة,هل مزود الطاقة ينتج القدرة الكافية لجهازي؟هل يوجد به كل الوصلات التي احتاجها؟اذا كنت سأستخدم SLI او CROSSFILE هل هو كافي؟ وهل هو مُعتمد لذلك؟ما أقصى قدرة يُنتجها المزود بثبات؟عند أي درجة حرارة يعمل عندها المزود بأقصى طاقته؟هل يقوم بتصحيح معامل القدرة؟ماهي كفاءته؟هل مروحته هادئة؟هل يمكن فك الوصلات واعادة تركيبهم (Modular)؟هل يستحق هذا المزود ما سأدفعه فيه من مال؟
)))))
